Oxygénothérapie et ventilation mécanique

Avant d’aborder les modes ventilatoires, il est important d’avoir une compréhension générale de l’administration d’oxygène et des objectifs du traitement. L’air que nous respirons contient 21 % d’oxygène, 78 % d’azote et quelques autres gaz à l’état de traces. Le taux d’oxygène est assez élevé pour qu’une personne en bonne santé puisse en retirer un apport suffisant, mais ce taux peut être augmenté par l’administration d’oxygène à 100 % ou d’oxygène pur. En cas de problème pulmonaire (ou de poumons en mauvais état), un pourcentage plus élevé est nécessaire pour assurer une bonne oxygénation.

La quantité d’oxygène administrée à une personne peut être décrite de différentes façons. Lorsque la totalité de l’oxygène est fournie par un dispositif et que le patient ne respire que cet air, l’oxygène administré peut être exprimé en pourcentage (entre 21 % et 100 %) ou en fraction inspirée d’oxygène (FiO₂) exprimée en décimales (de 0,21 à 1,00). Il s’agit d’une quantité d’oxygène mélangée au départ à l’air ambiant normal pour fournir la concentration souhaitée, de la plus faible (0,21 ou air ambiant) à l’oxygène pur (1,00).

Lorsque de l’oxygène pur est administré en petites doses à un patient qui respire naturellement, mais qui respire également de l’air ambiant, on parle d’oxygénothérapie et le débit t d’O₂ administré est généralement exprimé en litres par minute (L/min). Le débit peut être augmenté jusqu’à égaler à peu près 100 % en fonction du dispositif (canules nasales ou masque facial).

En cas d’affection aiguë, les besoins en oxygène des cellules et des organes vitaux augmentent. Souvent, l’oxygénothérapie peut y répondre sans devoir recourir à la ventilation mécanique. Mais comment déterminer si la personne a besoin de plus d’oxygène?

La manière la plus directe de surveiller le taux d’oxygène est la mesure de la saturation en oxygène du sang (SaO₂). Chez une personne en bonne santé, le pourcentage d’hémoglobine (Hb) saturé en oxygène est optimal, soit entre 95 et 100 %.

L’hémoglobine dispose de quatre sites de fixation pour l’oxygène, comme le montre l’animation suivante :

Vlog Brothers via GfyCat

De nombreux facteurs peuvent nuire à la capacité de l’oxygène à se lier à l’hémoglobine. Il est surtout important de retenir que l’augmentation de la quantité d’oxygène disponible (augmentation de l’oxygénation) favorise en général la fixation à l’hémoglobine.

Si la SpO₂ est inférieure à 92 %, le patient a besoin d’oxygénothérapie. On peut augmenter la concentration d’oxygène administrée pour atteindre une SpO₂ supérieure à 92 %. Il y a lieu d’instaurer la ventilation mécanique si l’oxygénothérapie à haut débit ne suffit pas à combler les besoins en oxygène pour éviter l’hypoxie.

Quantité totale d’oxygène dans le sang

La saturation en oxygène n’est pas un indicateur complet de l’oxygénation. La concentration d’oxygène transporté dans le sang artériel (CaO₂), soit l’oxygène acheminé aux organes vitaux, est le fruit de deux facteurs distincts. L’oxygène se fixe ou se lie d’abord à l’hémoglobine (représentée par la SpO₂). Une petite quantité se diffuse ensuite au travers de la membrane alvéolocapillaire pour se dissoudre dans le plasma sanguin, car l’oxygène est présent en plus grande quantité dans les alvéoles que dans le sang. Ce phénomène rappelle le principe abordé au chapitre 1 voulant que l’air circule de la pression élevée à la faible. Dans le cas présent, il s’agit de la circulation de l’oxygène d’une zone très riche en oxygène vers une zone plus pauvre en oxygène, soit des alvéoles vers le sang. La pression partielle représente cette concentration. Elle est exprimée en P_AO₂ (pression partielle alvéolaire d’oxygène) et PaO₂ (pression partielle d’oxygène dans le sang artériel).

En tenant compte de la concentration calculée pour l’oxygène lié et l’oxygène diffusé, il est évident que l’oxygène diffusé est en quantité négligeable par rapport à l’oxygène lié à l’hémoglobine. Comme ce constat est généralement vrai, on peut utiliser la SaO₂ pour évaluer approximativement la concentration globale d’oxygène dans la plupart des cas. Cependant, l’oxygène diffusé peut avoir une plus grande incidence sur l’oxygénation globale dans des cas particuliers, notamment si le taux d’hémoglobine est insuffisant ou anormal. En pareil cas :

• Le taux d’hémoglobine est beaucoup trop bas (anémie).
• L’hémoglobine est liée au monoxyde de carbone et n’est pas accessible à l’oxygène (intoxication au monoxyde de carbone).
• L’oxygène est quasiment fixé à l’hémoglobine et ne se libère pas dans les tissus (décalage de la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine).

Dans de tels cas de figure, une PaO₂ élevée, dépassant largement les valeurs normales, peut être requise afin de compenser le problème du transport de l’oxygène par l’hémoglobine. L’organisme peut ainsi compter sur une plus grande quantité d’oxygène dissous, jusqu’à ce que le problème soit résolu. Toutefois, il s’agit là d’exceptions et non de la norme.

Outre ces circonstances particulières, la part de l’oxygène diffusée dans la formule représente une très faible part de la concentration d’oxygène disponible dans le sang. En somme, la SaO₂ donne une bonne idée de l’état d’oxygénation du patient. Il convient de rappeler que la SaO₂ et la SpO₂ sont généralement identiques. Tout au long du manuel, cette dernière sera utilisée comme méthode principale pour déterminer les besoins en oxygène.