Power Point presentation for oxygen therapy in the pediatric age group

1. OXYGÉNOTHÉRAPIE
Sahar AWADA, MD
Service de Pédiatrie générale
Hôpital ERASME
Bruxelles
11/05/2017

2. Plan
• Définition
• Types et mécanismes d’hypoxie
• Méthodes de mesure• Méthodes de mesure
• Indications
• Méthodes d’administration
• Toxicités

3. Lexique
• Fi O2 : fraction de l’air inspiré en O2
• Sa O2 : saturation artérielle de l’hémoglobine en O2 représente le
pourcentage dans le sang artériel d’hémoglobine saturée en
oxygène
• SpO2 : saturation pulsée de l’hémoglobine en O2 mesurée par un
pulse oxymètre.
• Pa CO2 : pression partielle en dioxyde de carbone. La Pa CO2 se
mesure sur une gazométrie artérielle, capillaire ou veineuse. Une
PvCO2 < 46 mmHg / 6 kPa est normale
• Pa O2 : pression partielle en oxygène. La PaO2 se mesure sur une
gazométrie artérielle, ou capillaire artérialisée

4. Définition
• L’O2 gaz incolore, inodore et insipide, essentiel pour le
fonctionnement normal du corps.
• L'air contient environ 21% d'oxygène.
• L’oxygénothérapie est l'administration d'O2 à des concentrations
supérieures à celles observées dans l'air ambiant, pour traiter ousupérieures à celles observées dans l'air ambiant, pour traiter ou
prévenir l'hypoxémie.

5. Définition
• Oxygénothérapie normobarée :
– Fio2 supérieure à 21 %
– Pression partielle entre 0.213 et 1.013 bars– Pression partielle entre 0.213 et 1.013 bars
• Oxygénothérapie hyperbarée :
Oxygène sous une pression partielle supérieure à
1.013 bar

6. Définition
• Hypoxémie : baisse de la PaO2 dans le sang, en
général corrélée à une baisse de la SpO2.
• Hypoxie: Insuffisance de l'apport en O2 dans les
tissus.

7. Types d’hypoxie
My Biomedical Notebook: Respiratory physiology

8. Mécanismes de l’hypoxémie
UpToDate 2017

9. L'oxygénation

10. Méthodes Invasives
Les mesures sanglantes:
- Gazométrie artérielle: Gold Standard
- Prélèvement capillaire artérialisé

11. Méthodes Non Invasives

12. Méthodes Non Invasives
Les mesures non sanglantes (Oxymétrie de pouls)
– La SpO2 peut être utilisée pour estimer la PaO2, sauf
s’il existe:s’il existe:
• une anémie (hémoglobinopathie)
• une intoxication au Monoxyde de Carbone
• une méthémoglobinémie

13. Valeurs normales PaO2
GRAPP 2012

14. Valeurs normales SpO2
• À l’éveil: hors période néonatale, la valeur
moyenne normale de la SpO2 est > 95% (varie
peu avec l’âge)peu avec l’âge)
• Durant le sommeil: la valeur est > 92%
GRAPP 2012

15. Oxygénothérapie enfant et nouveauné à Genève aux HUG 2012 | HUG Hôpitaux Universitaires de Genève

16. Oxygénothérapie en cas d’hypoxémie aigue
Indications :
- SpO2 < 92%
- SpO2 < 95% associée à des signes cliniques de gravité- SpO2 < 95% associée à des signes cliniques de gravité
- PaO2 < 60 mmHg (cas ou SpO2 non fiable)
- Les valeurs cibles à atteindre sont une PaO2:
> 70 mmHg à l’éveil
> 62 mmHg durant le sommeil ou au biberon
GRAPP 2012

17. Oxygénothérapie en cas d’hypoxémie aigue
Intoxication au CO: l’oxygénothérapie est indiquée
- quelle que soit la valeur de la PaO2- quelle que soit la valeur de la PaO2
- sans valeur cible
- FiO2 toujours à 100%
GRAPP 2012

18. Surveillances de l’enfant sous oxygène en
situation aigüe
• SpO2 en continu
• Signes Vitaux (RR,FC)
• Examen clinique
• Surveillance de l’état cutané
• Etat de conscience
Oxygénothérapie enfant et nouveauné à Genève aux HUG | HUG Hôpitaux Universitaires de Genève

19. Ajustement de l’oxygénothérapie
en situation aigue
• Adapter au débit d’O2 le plus faible pour obtenir
la valeur de SpO2 cible
• Si la SpO2 est inférieure à la cible:
1. Observer
2. Positionner
3. Désobstruer/Dégager
4. Vérifier
Oxygénothérapie enfant et nouveauné à Genève aux HUG 2012 | HUG Hôpitaux Universitaires de Genève

20. Ajustement de l’oxygénothérapie
en situation aigue
• Augmenter la FiO2 par pallier
– mélangeur: 5 à 10%
débit mural: 0,5 l/min– débit mural: 0,5 l/min
• Augmentation du débit d’O2 > 1litre =>
gazométrie
Oxygénothérapie enfant et nouveauné à Genève aux HUG 2012 | HUG Hôpitaux Universitaires de Genève

21. Sevrage de l’oxygénothérapie en
situation aigue
• Diminution progressive
• Arrêt lorsque la SpO2 est ≥ aux valeurs cibles
chez un enfant stable
• Arrêt lorsque la SpO2 est ≥ aux valeurs cibles
chez un enfant stable
• Retour au domicile
– SpO2 à l’air ambiant reste ≥ aux valeurs cibles
– plusieurs heures de sevrage
– période de sommeil
GRAPP 2012

22. Hypoxémie aiguë dans les pathologies respiratoires
associées à une hypercapnie chronique
• Evaluer la capnie dès le début de la prise en charge
• Oxygénothérapie indiquée si :
- SpO2 mesurée < de 3 % de la SpO2 habituelle
- SpO2 < 92% si la SpO2 habituelle est inconnue
GRAPP 2012

24. Oxygénothérapie de longue durée (OLD)
HTAP
Dysplasie Broncho - pulmonaire
Mucoviscidose
GRAPP 2012

25. HTAP
• L’hypoxémie chronique avec SpO2 < 90% peut
entraîner une HTAP
• En cas d’HTAP avérée, celle-ci diminue si la
SpO2 est maintenue > 94%
– À l’exclusion de:
• HTAP primitives
• Cardiopathies congénitales
GRAPP 2012

26. Dysplasie broncho-pulmonaire
HTAP SpO2 à 93% permet de reduire la PAP moyenne de
50 %
Développement
neurologique
SpO2 ≥ à 90%
neurologique
Croissance pondérale Est meilleure avec une SpO2 moyenne > 92%
Qualité du sommeil Altérée si SpO2 moyenne < 91%
Meilleure si SpO2 moyenne > 93%
GRAPP 2012

27. Mucoviscidose
• HTAP: une corrélation négative entre PAP et SpO2
à l’éveil, nocturne et à l’exercice
• La correction de l’hypoxémie nocturne:
– Peut améliorer les performances scolaires ou
professionnelles et la qualité du sommeil
– Favorise l’hypercapnie
GRAPP 2012

29. Système d'administration d'oxygène
Source d’oxygène
Débimètre (flow meter)Débimètre (flow meter)
Dispositifs d'administration d'oxygène
Patient

30. Sources d’oxygène
1. Cylinder d’oxygène
2. Oxygène par voie murale

31. Débimètre (flow meter)

32. Dispositifs d'administration d'oxygène
Dispositifs à bas débit ou à performance variable:
•Débits < demandes inspiratoires des patients
• FiO2 livré dépend:
• Exigences ventilatoires du patient
• Débit d'oxygène
• À un débit constant, plus le volume courant est important, plus le FiO2
est faible et vice versaest faible et vice versa
• FiO2 24-90%
Dispositifs à haut débit ou à performances fixes:
•Fournir une FiO2 constante
o Par distribution du gaz aux débits > débit inspiratoire maximal
du patient
o En utilisant des dispositifs qui entraînent une proportion
fixe de l'air ambiant

33. Dispositifs d'administration d'oxygène
• Si la demande ventilatoire du patient est complètement
satisfaite par le système: système à haut débitsatisfaite par le système: système à haut débit
• Si le système ne répond pas à la demande ventilatoire du
patient: système à bas débit

34. Dispositifs d'administration d'oxygène
• Systèmes à bas débit:
– Lunette nasale
– Sonde à oxygène
• Systèmes à haut débit:
– Système Venturi
– Cloches à oxygène– Sonde à oxygène
– Masque à oxygène
simple
– Masque à oxygène
avec réservoir
– Cloches à oxygène
– Tente d'oxygène
– Lunette nasale à haut
débit

35. Lunette nasale
• Débit de 1 à 6 L / min avec FiO2 = 24 à 44% 1 = 24%
2 = 28%
3 = 32%
• Un débit maximal de:
– 2 LPM chez les nourrissons / enfants <2 ans
– 4 LPM pour enfants> 2 ans
2 = 28%
3 = 32%
4 = 36%
5 = 40%
6 = 44%

36. Lunette nasale
• Confort et
bonne tolérance
• Débits faibles =
oxygénation Limitéebonne tolérance
• Permet parole et
alimentation
oxygénation Limitée
• Irritation des muqueuses
nasales (augmente avec
débit)
• Inefficace si congestion
nasale

37. Masque à oxygène simple
• Débit = 4 à 8 L/min avec FiO2 = 40 à 60 %
• Events latéraux (évacuation gaz expirés et
inspiration air ambiant en complément de
l’oxygène administré)

38. Masque à oxygène simple
• Facilité de mise en place • Confort variable• Facilité de mise en place
• Meilleure oxygénation
• Confort variable
• Attention à la bonne
étanchéité notamment
au niveau nasal
(Risque d’assèchement de la
cornée)
• Parole et alimentation
impossibles

39. Masque à oxygène avec réservoir
• Débit ≥ 10 L/min avec FiO2 = 70 à 90 %
• Events latéraux avec valve unidirectionnelle
• Valve anti retour (ouverture à l’inspiration)• Valve anti retour (ouverture à l’inspiration)
6: 55-60%
8: 60-80%
10: 80-90%
12: 90%
15: 90-100%

40. Masque à oxygène avec réservoir
• Débit important • Idem Masque simple

41. Dispositifs d'administration d'oxygène
• Systèmes à bas débit:
– Lunette nasale
– Cathéter nasal
• Systèmes à haut débit:
– Système Venturi
– Cloche à oxygène– Cathéter nasal
– Masque à oxygène
simple
– Masque à oxygène avec
réservoir
– Cloche à oxygène
– Tente d'oxygène
– Lunette nasale à haut
débit

42. Masque Venturi à oxygène
• Masque à oxygène simple
- Buses colorées interchangeables avec FiO2 prédéfinie
- Buse unique réglable, Ouverture varie selon FiO2 désirée
• L'oxygène doit être humidifié et réchauffé

43. Masque Venturi à oxygène
• FiO2 Prédéterminée • Incomfortable• FiO2 Prédéterminée
• Bonne oxygénation
• Incomfortable
• Incapable de fournir une
FiO2 élevée
• Coût
• Parole et alimentation
impossibles

44. Cloche à oxygène
• Nouveau-nés et nourrissons
• FiO2 80-90%, débit 10-15 L / min
• Un débit adéquat d'oxygène humidifié garantit le
mélange des gaz délivrés et le rejet du CO2mélange des gaz délivrés et le rejet du CO2

45. Lunette nasale à haut débit
• Administration d’un mélange d’air et
d’oxygène réchauffé et humidifié à un débit >
au débit inspiratoire du patientau débit inspiratoire du patient
• Haut débit est défini en pédiatrie (>1l/kg/min)

46. Lunette nasale à haut débit

47. Lunette nasale à haut débit
Couvrir le débit de pointe inspiratoire du patient

48. Lunette nasale à haut débit
Maîtrise de la FiO2 inspirée

49. Lunette nasale à haut débit
• Humidification physiologique (Gaz administré
à 37°C et humidité 44 mg/L )

50. Lunette nasale à haut débit
Reduction de l’espace mort sus-glotique

51. Lunette nasale à haut débit
Effet PEEP ou CPAP like
• Les pressions dépendent:
• - Du débit
• - De la respiration bouche ouverte ou fermée
• - Si bouche fermée, du rapport entre le
• Les pressions dépendent:
Les pressions dépendent:
- du débit
- de la respiration bouche ouverte ou fermée
- du rapport entre le diamètre des narines et celui des interfaces

52. Lunette nasale à haut débit
• Chez le nouveau-né, nourrisson
- L’effet PEP est généralement observé à partir d’un débit de 2l/k/min
• chez l’adulte sont de +/- 1cm H 2O par 10 LPM (bouche fermée; diviser par 2 si bouche
ouverte, Donc:
– +/- 3 cm H 2O à 30 LPM –
– +/- 4 cm H 2O à 40 LPM –
– +/- 5 cm H 2O à 50 LPM –
– +/- 6 cm H 2O à 60 LPM (maximum)

53. Lunette nasale à haut débit
Résultats rapides, au-delà de la seule oxygénation

54. Lunette nasale à haut débit

55. Lunette nasale à haut débit
Quelle place pour les LNHD?
- Réanimation pédiatrique
- Bronchiolite aiguë virale
- Sevrage de la ventilation invasive
- Asthme

56. Lunette nasale à haut débit
Réanimation pédiatrique:
- peu de littérature de qualité dans la population- peu de littérature de qualité dans la population
pédiatrique
- réserver les LNHD
- aux formes peu sévères de détresse respiratoire
- situations d’inconfort ou d’intolérance de l’interface de VNI

57. Lunette nasale à haut débit
Bronchiolite aiguë virale
Nourrissons présentent:
– syndrome obstructif sévère– syndrome obstructif sévère
– augmentation des résistances respiratoires
– phénomène de trapping
– pression positive de fin d’expiration ou auto-PEEP
– Augmentation du travail respiratoire (neutraliser l’auto-
PEEP)

58. Lunette nasale à haut débit
Bronchiolite aiguë virale
L’application d’une pression oropharyngée équivalente àL’application d’une pression oropharyngée équivalente à
cette auto-PEEP permet de
• générer un flux inspiratoire
• réduire une partie du travail inspiratoire
• élargissement du diamètre des petites bronches (effet
stenting)
• niveau de peep ideal = 7cmH2O

59. HFNC et sevrage de la ventilation
invasive
• Principale indication de soutien respiratoire
dans la population néonatale
• Plusieurs travaux randomisés publiés :
– justifier leur utilisation en post-extubation
– efficacité comparable à celle de la PPC

60. HFNC et asthme
• Réduire la charge imposée aux muscles inspiratoires liée à l’auto-
PEEP
• L’utilisation d’un gaz chaud et humide limite le phénomène de
bronchoconstrictionbronchoconstriction
• Meilleure distribution des traitements inhalés (effet controverse)
- meilleure délivrance distale du bronchodilatateur
nécessite de positionner l’aérosol en amont de
l’humidificateur
• Limitons l’utilisation des LNHD aux crises d’asthme les moins
graves

61. Toxicités de l’OxygènothérapieToxicités de l’Oxygènothérapie

62. Radicaux libres
• .

63. Radicaux libres

64. Antioxidant

65. Radicaux libres et antioxidant
.

66. Effet Paul Bert:
toxicité du système nerveux
central due à une éxposition à
une Pp d’O2> 1.6 bars, qui
survient brutalement.
Effet Lorrain-Smith:
toxicité pulmonaire due à unetoxicité pulmonaire due à une
éxposition prolongée à l’O2 à une
pression atmosphérique normale.

67. Toxicité pulmonaire
• Premier organe à montrer des signes de toxicité
• Le seuil de FiO2 induisant une toxicité:• Le seuil de FiO2 induisant une toxicité:
- FiO2 à 85% (>24h)
- FiO2 > 50% pour des expositions prolongées(>36h)
- FiO2 < 50% : pas de toxicité
Données actuelles sur la toxicité de l’oxygène G. Deby-Dupont, C. Deby, M. Lamy* 2002

68. Toxicité pulmonaire
• Lesions histologiques pulmonaires
• Atélectasie pulmonaire par absorption
• Hypercapnie induite par l'O2

69. Toxicité pulmonaire
Données actuelles sur la toxicité de l’oxygène G. Deby-Dupont, C. Deby, M. Lamy* 2002

70. Atéléctasie par absorption
• Nitrogen

71. Hypercapnie induite par l'O2
• Endormissement du centre ventilatoire
• Modification des rapports Ventilation/Perfusion
• Effet Haldane

72. Manifestations cliniques
Syndrome de souffrance par hyperoxie (FiO2 100%)
- Trachéo-bronchite: 10-14 heures- Trachéo-bronchite: 10-14 heures
- SDRA : 24 heures
- Fibrose interstitielle pulmonaire avec
dégâts alvéolaires étendus: 48 heures
Données actuelles sur la toxicité de l’oxygène G. Deby-Dupont, C. Deby, M. Lamy* 2002

73. Manifestations cliniques
Données actuelles sur la toxicité de l’oxygène G. Deby-Dupont, C. Deby, M. Lamy* 2002

74. Toxicité du SNC
• Se produit lors de l’exposition à l'O2 à des pressions > 1
atm
• Plongée Nitrox
• Signes cliniques:
– Changements visuels
– Acouphènes
– Spasme facial
– Troubles de l’équilibre
– Crise convulsive (effet Paul Bert)

75. Effet Paul Bert

76. Toxicité oculaire
• Rétinopathie de la prématurité
• Myopie
• Cataracte

78. Toxicité et prématurité
• Transfert d'antioxydants au cours des derniers jours de
gestation
• Surproduction de métabolites réactifs cytotoxiques• Surproduction de métabolites réactifs cytotoxiques
• Système antioxydant immature:
- Déficit nutritionnel
- Systèmes enzymatiques antioxydants immatures
• Niveau exact ou durée d'exposition dangereuse reste inconnu

79. Toxicité et prématurité
• Rétinopathie de la prématurité
• Bronchodysplasie pulmonaire• Bronchodysplasie pulmonaire
• leucomalacie périventriculaire
• CA persistant

80. Take Home Message
• L'utilisation excessive de l'oxygène est souvent
non justifié et ne prend pas compte de ses
effets toxiques.effets toxiques.
• L'oxygène doit être considéré comme un
médicament; alors l’indication, le dispositif, la
quantité et le temps d'utilisation doivent être
spécifiés.

81. Références
• Recommandations pour l’oxygénothérapie chez l’enfant en situations
aiguës et chroniques : évaluation du besoin, critères de mise en route,
modalités de prescription et de surveillance, Beydon et al; Le Groupe de
Recherche sur les Avancées en Pneumologie Pédiatrique (GRAPP) 2012.
• Oxygénothérapie enfant et nouveauné à Genève aux HUG 2012 | HUG
Hôpitaux Universitaires de Genève.
• Données actuelles sur la toxicité de l’oxygène G. Deby-Dupont, C. Deby,• Données actuelles sur la toxicité de l’oxygène G. Deby-Dupont, C. Deby,
M. Lamy, Réanimation 2002.
• UpToDate 2017.
• Oxygénothérapie chez le nouveau-né: aspects pratiques; Air ou oxygène
pour le nouveau-né dans la salle de naissance? J.L Chabernaud et al,
2005.
• Mini-Symposium: Oxygen and Infancy; Oxygen Toxicity, Louise Thomson
MBChB, MRCPH, James Paton MD, Paediatric Respiratory Reviews 2014.
• The Role of Oxygen in Health and Disease - A Series of Reviews Sherin U.
Devaskar, M.D. PEDIATRIC RESEARCH 2009.