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Oxygénothérapie automatisée : données et applications cliniques pour les patients BPCO hospitalisés
- 1. Oxygénothérapie automatisée : données et applications cliniques pour les patients BPCO hospitalisés François Lellouche, MD, PhD Centre de recherche de l’Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec
- 2. CONFLITS D’INTERET • Programme de recherche sur l’automatisation de la ventilation et de l'oxygène : Fondation Canadienne pour l’Innovation (Fonds des Leaders) / FRSQ • Co-fondateur d’une compagnie R&D (OXYNOV’) qui développe des systèmes automatisés pour l’oxygénothérapie (FreeO2) et la ventilation mécanique
- 3. Objectifs de l’oxygénothérapie dans les exacerbations aigues de la BPCO PLAN Titration et Sevrage Automatisés de l’oxygène HYPEROXIE BPCO, patients obèses? HYPERCAPNIE INDUITE Prématurés RETINOPATHIE PROLIFERATIVE LESIONS CELLULAIRES APOPTOSE AUTOPHAGIE INFLAMMATION O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 INFLAMMATION SYSTÉMIQUE Ions superoxide O2- Hydrogène peroxyde H2O2 Radical hydroxyl OH- Oxygène singulet 1O2 Radical hydroperoxy HOO- Radical lipide peroxide ROO- Oxide nitrique NO- Peroxynitrite ONOO- ↓Production NO ↑Prostacycline PGI2 ↑Endotheline VASOCONSTRICTION Rapports ventilation/perfusion Effet Haldane Baisse du stimulus respiratoire Atelectasies de dénitrogénation FiO2 élevée Toxicité pulmonaire directe Effet Lorrain-Smith Artères coronaire Artères cérébrale Artérioles DÉRIVÉS OXYGÉNÉS RADICAUX LIBRES Toxicité cérébrale Directe (néonatalogie) Effet Paul Bert (contexte hyperbare) Phase 1: ↓ EPO, IGF1, VEGF baisse vascularisationrétinienne Phase 2: ↑ EPO, IGF1, VEGF néovascularisation 1910 2018 Sevrer l’oxygèneTraiter l’hypoxémie Éviter l’hyperoxémie
- 4. Traiter l’hypoxémie Éviter l’hyperoxémie Sevrage de l’oxygène Objectifs en apparence simple Cousins Int Journal COPD 2016 LES OBJECTIFS DE L’OXYGENOTHERAPIE NE SONT PAS ATTEINTS 17% 51% Ces objectifs ne sont pas atteints
- 5. Pas ou peu d’innovation dans le domaine de l’oxygénothérapie ….. Utilisation en médecine depuis plus de 100 ans ! Maximillien Neu: 1ère publication sur l’utilisation du rotamètre = 1910 Le débitmètre à bille (rotamètre) est une technologie de la fin du XIXème siècle
- 6. Réglage manuel du débit d’O2 + Débitmètre à oxygène Oxygène constant Ajustements manuels Saturomètre SpO2 Variable Oxygène variable Ajustements et sevrage automatiques chaque seconde pour maintenir la cible de SpO2 SpO2 constant Monitoring: SpO2 Débit d’O2 FR FC Tendances Titration automatisée des débits d’O2 REGLAGE SpO2 +
- 7. Oxygénothérapie automatisée aux URGENCES vs. Multicentrique, 190 patients avec détresse respiratoire aigue (50 Hypercapniques) 3 heures % temps dans la cible de SpO2 % de temps en hypoxémie % de temps hyperoxie Sevrage partiel ou complet Durée d’oxygénothérapie Durée de séjour à l’hôpital L’Her et al. ERJ 2017;50(1) Oxygénothérapie automatisée en PNEUMOLOGIE Monocentrique, 50 BPCO Exacerbation aigue vs. Toute l’hospitalisation Faisabilité % temps dans la cible de SpO2 % de temps en hypoxémie % de temps hyperoxie Durée d’oxygénothérapie Durée de séjour à l’hôpital Lellouche et al. Int J COPD 2016:11 1983–1990
- 8. Oxygénothérapie automatisée aux URGENCES vs. Multicentrique, 190 patients avec détresse respiratoire aigue (50 Hypercapniques) 3 heures % temps dans la cible de SpO2 % de temps en hypoxémie % de temps hyperoxie Sevrage partiel ou complet Durée d’oxygénothérapie Durée de séjour à l’hôpital L’Her et al. ERJ 2017;50(1) Oxygénothérapie automatisée en PNEUMOLOGIE Monocentrique, 50 BPCO Exacerbation aigue vs. Toute l’hospitalisation Faisabilité % temps dans la cible de SpO2 % de temps en hypoxémie % de temps hyperoxie Durée d’oxygénothérapie Durée de séjour à l’hôpital Lellouche et al. Int J COPD 2016:11 1983–1990
- 9. Traiter l’hypoxémie! TOUT LE MONDE EST D’ACCORD C’EST LE PREMIER OBJECTIF DE L’OXYGÉNOTHÉRAPIE L’oxygène c’est notre carburant ! L’oxygène c’est la vie ! Hypoxémie = fréquent au cours des exacerbations de BPCO HTAP, dysfonction VD Tachycardie, ischémie myocardique Troubles du rythme …….. SpO2 MINIMUM recommandée 92 % (USI) ou 88% (ARDS) Jubran Crit Care 2015 94 % (tous patients hors BPCO) O’Driscoll Thorax 2008, BMJ 2017 88% (BPCO) SPLF 2017, BMJ 2017 Fréquence des comorbidités cardiaques chez les patients BPCO (Lejemptel JACC 2007, Fabri ERJ 2008, Vanfleteren AmJCardiol 2011…..)
- 10. SPLF 2017
- 11. AVEC L’AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE PLUS DE TEMPS DANS LA CIBLE DE SpO2 ET MOINS D’HYPOXEMIE Lellouche et al. Int J COPD 2016 SERVICE DE PNEUMOLOGIE
- 12. AVEC L’AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE PLUS DE TEMPS DANS LA CIBLE DE SpO2 ET MOINS D’HYPOXEMIE L’Her et al. ERJ 2017 AUX URGENCES Cible SpO2 Hypoxémiques = 92-96% Hypercapniques = 88-92% Hypoxémie Hypoxémiques = SpO2 < 90% Hypercapniques = SpO2 < 86% * * * * * *
- 13. • Syndrome coronarien aigu vasoconstriction coronarienne • Trauma crânien/ACV réduction du débit sanguin cérébral • Néonatalogie lésions rétiniennes Contrôle ventilatoire, anomalies V/P, effet Haldane Éviter l’hyperoxie et l’hyperoxémie ! Moins intuitif Hyperoxémie Hyperoxie (FiO2>60%) Atélectasies de dénitrogénation Toxicité directe (Lorrain-Smith) «Stress oxydatif», O2-, ↓NO, vasoconstrictionHyperoxémie • patients BPCO • (patients obèses) • Tous les patients sous ventilation mécanique hypercapnie induite SpO2 Maximum recommandée 96-98 % (USI) ou 92% (ARDS) Jubran Crit Care 2015 98 % (tous patients hors BPCO) O’Driscoll Thorax 2008, BMJ 2017 92% (BPCO) SPLF 2017, BMJ 2017
- 14. HYPEROXIE BPCO, patients obèses? HYPERCAPNIE INDUITE Prématurés RETINOPATHIE PROLIFERATIVE LESIONS CELLULAIRES APOPTOSE AUTOPHAGIE INFLAMMATION O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 INFLAMMATION SYSTÉMIQUE Ions superoxide O2- Hydrogène peroxyde H2O2 Radical hydroxyl OH- Oxygène singulet 1O2 Radical hydroperoxy HOO- Radical lipide peroxide ROO- Oxide nitrique NO- Peroxynitrite ONOO- ↓Production NO ↑Prostacycline PGI2 ↑Endotheline VASOCONSTRICTION Rapports ventilation/perfusion Effet Haldane Baisse du stimulus respiratoire Atelectasies de dénitrogénation FiO2 élevée Toxicité pulmonaire directe Effet Lorrain-Smith Artères coronaire Artères cérébrale Artérioles DÉRIVÉS OXYGÉNÉS RADICAUX LIBRES Toxicité cérébrale Directe (néonatalogie) Effet Paul Bert (contexte hyperbare) Phase 1: ↓ EPO, IGF1, VEGF baisse vascularisation rétinienne Phase 2: ↑ EPO, IGF1, VEGF néovascularisation La toxicité de l’oxygène est systémique
- 15. Risques de l’hyperoxie au cours de la BPCO • BPCO sévères hypercapnie induite • Davies Lancet 1949 (premières descriptions) • Campbell Lancet 1960 (premières recommandations) • Mithoefer NEJM 1967 • Rudolf Lancet 1977 • Aubier 1980 ARRD • Sassoon 1987 ARRD • Robinson AJRCCM 2001 …… • Plusieurs études ont démontré l’impact négatif de l’acidose respiratoire sur le pronostique et le rôle de l’hyperoxie (Jeffrey Thorax 1992, Plant Thorax 2000, Cameron Post Graduate Med J 2012….) • Austin BMJ 2010 Débits d’O2 élevés en pré-hospitalier = augmentation de la mortalité ! • Beasley Lancet 2011 Sonnette d’alarme! Beaucoup d’études physiologiques pour discuter du mécanisme de l’hypercapnie induite (drive hypoxique vs Haldane vs ventilation/perfusion)
- 16. Austin, BMJ 2010 405 patients transportés en ambulance pour exacerbation IRA/BPCO Durée moyenne de transport = 47minutes SpO2 titrée pour obtenir 90% en pré-hospitalier Baisse de la mortalité Débit standard d’O2 (8-10L/Min) vs. O2 titré pour SpO2= 90% (+ aérosols à l’air) (n=226) (n=179)
- 17. Problème de l’hypercapnie induite par l’hyperoxie connu depuis 1949…. (∼70 ans…) Recommandations non suivies Données démontrant une augmentation de la mortalité avec l’hyperoxie Beaucoup de cliniciens continuent de croire à l’innocuité de l’oxygène
- 18. AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE MOINS D’HYPEROXEMIE Lellouche et al. Int J COPD 2016 SERVICE DE PNEUMOLOGIE
- 19. AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE MOINS D’HYPEROXEMIE L’Her et al. ERJ 2017 * * * AUX URGENCES
- 20. 20 Monitorer/sevrer l’oxygène Peu de points de surveillance des paramètres d’oxygénation Peu de sevrage de l’oxygène SpO2 souvent un peu au dessus de la cible
- 21. 21 Monitorer/sevrer l’oxygène Avec FreeO2 Ajustement continu Plus de temps dans la cible Mois d’hypoxémie et moins d’hypercapnie Monitoring continu au chevet et à distance Sevrage plus rapide de l’oxygène
- 23. Cible SpO2 = 90%
- 25. Lellouche et al. Int J COPD 2016 AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE Sevrage plus rapide Service de pneumologie
- 26. Lellouche et al. Int J COPD 2016 AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE Sevrage plus rapide Service de pneumologie 20,7% coût par patient à 180 jours (i.e. -2959,71 Can$) (p=0,39) ICER (incremental cost-effectiveness ratio) FreeO2 est coût-efficace : (1) -96,91$ par % de temps en plus dans la cible de SpO2, (2) -411,09$ par % de temps en moins en hyperoxie (3) -2250,04$ par % de temps en moins en hypoxémie
- 27. L’Her et al. European Respiratory Journal 2017 Sevrage PARTIEL (>50% de baisse du débit d’O2) au cours des 3 heures de l’étude AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE Sevrage plus rapide Aux urgences Nombre de changements de débit à H3: 1,2 ± 1,3 vs. 6715 ± 2312; p<0,001 Sevrage COMPLET au cours des 3 heures de l’étude FreeO2 Manual O2 FreeO2 Manual O2 FreeO2 Manual O2 Total HypercapnicHypoxemic * * * FreeO2 Manual O2 FreeO2 Manual O2 FreeO2 Manual O2 Total HypercapnicHypoxemic * * *
- 28. L’Her et al. European Respiratory Journal 2017 AJUSTEMENT AUTOMATISÉ DE L’OXYGÈNE Sevrage plus rapide Aux urgences Impact sur la durée de séjour à l’hôpital FreeO2 Manual O2 Manual O2 Total HypercapnicHypoxemic * * FreeO2FreeO2 Manual O2 FreeO2 Manual O2 Manual O2 Total HypercapnicHypoxemic * * FreeO2FreeO2 Manual O2 Impact sur la durée de l’oxygénothérapie
- 29. Débit O2 (L/min) SpO2 (%) 30 minutes 60 minutes SpO2 Débit O2 Cible SpO2 90±2% 11h00 11h30 11h33 12h30 CONCLUSIONS
- 30. Débit O2 (L/min) SpO2 (%) 30 minutes 60 minutes SpO2 Débit O2 Cible SpO2 90±2% 11h00 11h30 11h33 12h30 CONCLUSIONS
- 31. CONCLUSIONS Données favorable à la titration automatisée de l’oxygène: -Détresses respiratoires aigues aux urgences -Exacerbations aigues de BPCO hospitalisées La titration automatisée de l’O2 permet d’administrer «la dose» optimale d’oxygène titrée selon les besoins des patients en limitant l’hypoxémie et l’hyperoxémie Le sevrage automatisé de l’O2 pourrait permettre de réduire la durée d’administration de l’oxygène, la durée d’hospitalisation et les coûts …… l’ajustement automatisé de l’oxygène deviendra peut-être un standard de soins
- 32. Ajustement automatique de l’oxygène à la marche
- 33. Stratégie FreeDom (FreeO2 à domicile) Patients hospitalisés pour exacerbation aigue de BPCO Retour précoce à domicile (titration et sevrage automatisée de l’O2 à domicile) Tele-monitoring Tele-readaptation Ajustement automatique de l’oxygène à la maison